图像感测装置及其黑阶控制方法【
技术领域：
】[0001]本发明是有关于一种图像处理技术，且特别是有关于一种图像感测装置及其黑阶(blacklevel)控制方法。【
背景技术：
】[0002]一般以数字相机(digitalstillcamera;DSC)或其它图像感测装置拍摄图像时，即使没有光源入射至图像感测器，拍摄出的图像亦有可能因为暗电流(darkcurrent)而产生噪声。其中，「热能」为造成暗电流的主要因素。「热能」导致芯片的电子活动加剧，受热的电子不断的运动而产生了电流，形成所谓的「暗电流」。为了从图像信号中去除暗电流造成的噪声，有必要对图像感测装置进行黑阶(blacklevel)校正/控制。【
发明内容】[0003]本发明提供一种图像感测装置的黑阶控制方法以及图像感测装置，可有效利用像素阵列中的遮光区(opticalblackarea)所提供的暗电流信息进行精确的黑阶控制,从而提供较佳的输出图像数据。[0004]本发明提出一种图像感测装置的黑阶控制方法，其中图像感测装置至少包括一像素阵列，像素阵列包括多个遮光像素(opticalblackpixel)以及多个感光像素(activepixel)。所述图像感测装置的黑阶控制方法包括下列步骤。提供模拟增益对偏移量转换关系，并利用模拟增益对偏移量转换关系，将模拟增益值转换为模拟偏移量。依据遮光像素中的第一部分像素所对应的第一遮光数据，决定是否调整该模拟偏移量。再依据遮光像素中的第二部分像素的数据去计算数字数据偏移量。[0005]在本发明的一实施例中，上述提供模拟增益对偏移量转换关系的步骤包括于开机校正期间，通过使用不同的模拟增益值分别读取遮光像素的多个感测数据，以获得模拟增益对偏移量转换关系。[0006]在本发明的一实施例中，上述读取遮光像素的多个感测数据，以获得模拟增益对偏移量转换关系的步骤包括于开机校正期间，通过使用不同的模拟增益值分别读取遮光像素的感测数据，并利用线性回归分析模拟增益值与遮光像素的感测数据，藉以获得模拟增益对偏移量转换函数作为模拟增益对偏移量转换关系。[0007]在本发明的一实施例中，上述读取遮光像素的多个感测数据，以获得模拟增益对偏移量转换关系的步骤包括于开机校正期间，通过使用不同的模拟增益值分别读取遮光像素的感测数据。并利用线性回归分析模拟增益值与遮光像素的感测数据，藉以获得模拟增益对偏移量转换函数。再通过使用不同的偏移量分别读取遮光像素的感测数据，以计算转换比例。依据模拟增益对偏移量转换函数与转换比例获得模拟增益对偏移量转换关系。[0008]在本发明的一实施例中，上述依据模拟增益对偏移量转换函数与转换比例获得模拟增益对偏移量转换关系的步骤包括计算模拟增益对偏移量转换函数与转换比例的乘积作为模拟增益对偏移量转换关系。[0009]在本发明的一实施例中，上述提供模拟增益对偏移量转换关系的步骤包括提供查找表(lookuptable)，其中查找表内记录着模拟增益对偏移量转换关系。[0010]在本发明的一实施例中，上述将模拟增益值转换为模拟偏移量的步骤包括依据预览画面时的感光度(ISO)，决定模拟增益值，并利用模拟增益对偏移量转换关系，将模拟增益值转换为模拟偏移量。[0011]在本发明的一实施例中，上述决定是否调整模拟偏移量的步骤包括:读取遮光像素中的一遮光像素的原始信号后，以模拟增益值增益原始信号，以获得遮光像素的经增益信号，并以模拟偏移量调整经增益信号，以获得第一遮光数据。依据该第一遮光数据决定是否调整该模拟偏移量。[0012]在本发明的一实施例中，上述决定是否调整模拟偏移量的步骤包括:读取遮光像素中的第一部分像素的多个原始信号，并以模拟增益值增益原始信号，以获得遮光像素中的第一部分像素的多个经增益信号。接着，以模拟偏移量调整经增益信号，以获得遮光像素中的第一部分像素的多个经调整信号。之后，分别将经调整信号转换为多个数字数据，以及计算数字数据的平均值作为第一遮光数据。依据该第一遮光数据决定是否调整该模拟偏移量。[0013]在本发明的一实施例中，上述决定是否调整模拟偏移量的步骤包括:a.判断第一遮光数据是否介于预设范围内以及模拟偏移量是否为O;b.当第一遮光数据未介于预设范围内或模拟偏移量为O时，调整模拟偏移量，且依据经调整后的模拟偏移量获得遮光像素中的另一部分像素所对应的遮光数据作为第一遮光数据，并再次进行步骤a。[0014]在本发明的一实施例中，上述决定是否调整模拟偏移量的步骤还包括:当第一遮光数据介于预设范围内以及模拟偏移量不为O时，确定以模拟偏移量调整该像素阵列的像素信号。[0015]在本发明的一实施例中，上述决定是否调整模拟偏移量的步骤包括:当第一遮光数据介于预设范围内以及模拟偏移量不为O时，读取遮光像素中的其余部分像素的多个原始信号，并以模拟增益值增益所述其余部分像素的原始信号，以获得遮光像素中的其余部分像素的多个经增益信号。接着，以模拟偏移量调整所述其余部分像素的经增益信号，以获得遮光像素中的其余部分像素的多个经调整信号。之后，分别将所述其余部分像素的经调整信号转换为遮光像素中的其余部分像素的多个数字数据，以及计算数字数据的平均值作为数字数据偏移量。[0016]在本发明的一实施例中，上述黑阶控制方法还包括:通过使用模拟偏移量，分别读取感光像素所对应的图像数据，以及依据数字数据偏移量调整感光像素所对应的图像数据。[0017]在本发明的一实施例中，上述利用模拟增益对偏移量转换关系，将模拟增益值转换为模拟偏移量的步骤还包括:判断模拟增益值是否改变，以及当模拟增益值改变时，重新利用模拟增益对偏移量转换关系，将模拟增益值转换为模拟偏移量。[0018]在本发明的一实施例中，上述利用模拟增益对偏移量转换关系，将模拟增益值转换为模拟偏移量的步骤还包括:判断读取画面次数是否达次数门坎值，以及当读取画面次数达次数门坎值时，重新利用模拟增益对偏移量转换关系，将模拟增益值转换为模拟偏移量。[0019]在本发明的一实施例中，上述的模拟增益对偏移量转换关系包括二元一次方程式，或其它幂次的多项式和/或其组合。[0020]本发明提出一种图像感测装置。所述图像感测装置包括至少一像素阵列、图像数据读取单元以及黑阶控制单元。其中，像素阵列包括多个遮光像素以及多个感光像素。图像数据读取单元耦接至像素阵列。图像数据读取单元接收像素阵列的输出，并依照模拟增益值与模拟偏移量输出像素阵列所对应的图像数据。黑阶控制单元耦接至图像数据读取单元。黑阶控制单元提供模拟增益对偏移量转换关系，并利用模拟增益对偏移量转换关系将模拟增益值转换为模拟偏移量。依据遮光像素中的第一部分像素所对应的第一遮光数据，黑阶控制单元决定是否调整该模拟偏移量。之后，依据该些遮光像素中的一第二部分像素的数据去计算数字数据偏移量。其中，黑阶控制单元将模拟偏移量输出给图像数据读取单元，以及依据数字数据偏移量调整图像数据读取单元所输出的图像数据。[0021]在本发明的一实施例中，上述黑阶控制单元于开机校正期间，通过使用不同的模拟增益值分别读取遮光像素的多个感测数据，以获得模拟增益对偏移量转换关系。[0022]在本发明的一实施例中，上述黑阶控制单元于开机校正期间，通过使用不同的模拟增益值分别读取遮光像素的感测数据，并利用线性回归分析模拟增益值与遮光像素的感测数据，藉以获得模拟增益对偏移量转换函数作为模拟增益对偏移量转换关系。[0023]在本发明的一实施例中，上述黑阶控制单元于开机校正期间，通过使用不同的模拟增益值分别读取遮光像素的感测数据，并利用线性回归分析模拟增益值与遮光像素的感测数据，藉以获得模拟增益对偏移量转换函数，且通过使用不同的偏移量分别读取遮光像素的感测数据，以计算转换比例，以及依据模拟增益对偏移量转换函数与转换比例获得模拟增益对偏移量转换关系。[0024]在本发明的一实施例中，上述黑阶控制单元计算模拟增益对偏移量转换函数与转换比例的乘积作为模拟增益对偏移量转换关系。[0025]在本发明的一实施例中，上述图像感测装置还包括查找表，其中查找表内记录着模拟增益对偏移量转换关系。[0026]在本发明的一实施例中，上述图像数据读取单元依据预览一画面时的感光度而决定模拟增益值，黑阶控制单元利用模拟增益对偏移量转换关系，将模拟增益值转换为模拟偏移量。[0027]在本发明的一实施例中，上述图像数据读取单元包括数据取样电路、增益电路以及偏移量调整电路。其中，耦接至像素阵列的数据取样电路接收像素阵列的输出，以获得原始信号。增益电路耦接至数据取样电路以接收所述原始信号，其中增益电路依照模拟增益来增益原始信号，以获得经增益信号。偏移量调整电路耦接至增益电路以接收所述经增益信号，其中偏移量调整电路依照该模拟偏移量调整经增益信号，以输出经调整信号。[0028]在本发明的一实施例中，上述数据取样电路读取遮光像素中的遮光像素的原始信号，增益电路以模拟增益值增益该遮光像素的原始信号以获得遮光像素的经增益信号，并由偏移量调整电路以模拟偏移量调整该遮光像素的经增益信号，以获得第一遮光数据。[0029]在本发明的一实施例中，上述图像数据读取单元还包括模拟数字转换器。模拟数字转换器耦接至偏移量调整电路。[0030]在本发明的一实施例中，上述黑阶控制单元还包括数字平均计算电路，并。数字平均计算电路耦接至模拟数字转换器。其中，数据取样电路读取遮光像素中的第一部分像素的多个原始信号。接着，增益电路以模拟增益值增益该第一部分像素的原始信号以获得遮光像素中的第一部分像素的多个经增益信号，并由偏移量调整电路以模拟偏移量调整该第一部分像素的经增益信号以获得遮光像素中的第一部分像素的多个经调整信号，之后，模拟数字转换器分别将经调整信号转换为多个数字数据，以及数字平均计算电路计算数字数据的平均值作为第一遮光数据。[0031]在本发明的一实施例中，上述黑阶控制单元包括数字平均计算电路、判断电路以及模拟偏移量调整电路。其中，数字平均计算电路耦接图像数据读取单元，以将图像数据读取单元所输出的遮光数据转换为第一遮光数据。判断电路耦接数字平均计算电路以接收第一遮光数据，其中判断电路判断第一遮光数据是否介于预设范围内以及模拟偏移量是否为O。模拟偏移量调整电路耦接判断电路与该图像数据读取单元，其中当判断电路判断第一遮光数据未介于预设范围内或模拟偏移量为O时，模拟偏移量调整电路调整模拟偏移量作为模拟偏移量，且图像数据读取单元依据模拟偏移量获得遮光像素中的另一部分像素所对应的遮光数据。[0032]在本发明的一实施例中，上述当判断电路判断第一遮光数据介于预设范围内以及模拟偏移量不为O时，模拟偏移量调整电路确定以模拟偏移量调整像素阵列的像素信号。[0033]在本发明的一实施例中，上述图像数据读取单元通过使用模拟偏移量，分别读取感光像素所对应的图像数据，且黑阶控制单元依据数字数据偏移量调整感光像素所对应的图像数据。[0034]在本发明的一实施例中，上述图像感测装置还包括重置单元。重置单元耦接至黑阶控制单元，其中重置单元判断模拟增益值是否改变。当重置单元判断模拟增益值改变时，重置单元触发黑阶控制单元重新利用模拟增益对偏移量转换关系，从而将模拟增益值转换为模拟偏移量。[0035]在本发明的一实施例中，上述图像感测装置还包括重置单元。重置单元耦接至图像数据读取单元与黑阶控制单元，其中重置单元判断读取画面次数是否达次数门坎值。当重置单元判断读取画面次数达次数门坎值时，重置单元触发黑阶控制单元重新利用模拟增益对偏移量转换关系，从而将模拟增益值转换为模拟偏移量。[0036]在本发明的一实施例中，上述模拟增益对偏移量转换关系包括二元一次方程式，或其它幂次的多项式和/或其组合。[0037]基于上述，本发明实施例的图像感测装置及其黑阶控制方法可通过模拟增益对偏移量转换关系而获得模拟偏移量，并利用遮光数据决定是否调整模拟偏移量以及计算数字数据偏移量，而可有效利用遮光区，从而实现精确的黑阶控制，进而提供较佳的输出图像数据。[0038]为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。【附图说明】[0039]图1是依照本发明一实施例所绘示的图像感测装置的电路方块示意图。[0040]图2A至2E是依照本发明一实施例所绘示取样自像素阵列的数据电压分布示意图。[0041]图3是依照本发明一实施例所绘示的图像感测装置的黑阶控制方法的流程示意图。[0042]图4是依照本发明一实施例所绘示的模拟增益对偏移量转换关系的范例。[0043]图5是依照本发明一实施例所绘示的图像感测装置的电路方块示意图。[00当前第1页1 2 3 4 5 6